Java String中intern方法怎麼使用

常數池簡介

在 JAVA 語言中有8種基本型別和一種比較特殊的型別String。這些類型為了使他們在運行過程中速度更快，更節省內存，都提供了一種常量池（在方法區）的概念。常量池就類似一個JAVA系統層級提供的快取。 8種基本類型的常數池都是系統協調的，String類型的常數池比較特殊。

String的常數池的主要使用方法有兩種：

直接使用雙引號宣告出來的String物件會直接儲存在常數池中。

如果不是用雙引號宣告的String對象，可以使用String提供的intern方法將其放到常數池。

intern方法簡介（JDK7）

原型：public native String intern();

說明：

從字串常數池中查詢目前字符串是否存在（透過equals判斷）。

• 如果存在，則傳回常數池中的字串參考。

• 如果不存在，把這個String物件引用存到常數池，然後回傳這個String物件的引用。

傳回值：都是傳回String變數對應的字串常數池的參考。

範例

package com.example;
 
public class Demo {
    public static void main(String argv[]) {
        String s = "test";
        System.out.println(s == s.intern());
    }
}

JDK6及之前：輸出false

JDK7及之後：輸出true

#原則（JDK6與JDK7）

##常數池裡的字串的由來

JDK6及以前呼叫String.intern()

若常數池中有，則傳回常數池中這個字串的引用

若常數池中沒有，則拷貝一份對象，放到常數池（永久代）中；返回值是常數池（永久代）中對應字串實例的引用。

JDK7及以後呼叫String.intern()

#若常數池中有，則傳回常數池中這個字串的參考

若常數池中沒有，則拷貝一份引用，放到常數池（堆）中；（JDK1.7將String常數池從Perm區移動到了Java Heap區）

程式測試

程式1： 

package org.example.a;
 
public class Demo {
    public static void main(String argv[]) {
        String s1 = new String("1");
        s1.intern();
        String s2 = "1";
        System.out.println(s1 == s2);
 
        String s3 = new String("1") + new String("1");
        s3.intern();
        String s4 = "11";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

結果

jdk6：false falsejdk7： false true

jdk8：false true

例程2： 

package org.example.a;
 
public class Demo {
    public static void main(String argv[]) {
        String s1 = new String("1");
        s1.intern();
        String s2 = "1";
        System.out.println(s1 == s2);
 
        String s3 = new String("1") + new String("1");
        String s4 = "11";
        s3.intern();
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

上述程式碼第二部分有個對調。

結果

jdk6：false false

jdk7：false falsejdk8：false false

#程式分析

#下邊圖中：綠色線條代表String 物件的內容指向。紅色線條代表地址指向。

jdk1.6

例程1與例程2的分析

如上圖所示。首先說一下 jdk6中的情況，在 jdk6中上述的所有打印都是 false 的，因為 jdk6中的常量池是放在 Perm 區中的，Perm區和正常的 JAVA Heap 區域是完全分開的。上面說過如果是使用引號宣告的字串都是會直接在字串常數池中生成，而 new出來的 String 物件是放在 JAVA Heap 區域。所以拿一個 JAVA Heap 區域的物件位址和字串常數池的物件位址來比較肯定是不相同的，即使呼叫String.intern方法也是沒有任何關係的。

jdk1.7在Jdk6 以及先前的版本中，字串的常數池是放在堆的Perm區的，Perm區是一個類別靜態的區域，主要儲存一些加載類別的訊息，常數池，方法片段等內容，預設大小只有4m，一旦常數池中大量使用intern 會產生java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space錯誤的。在 jdk7 的版本中，字串常數池已經從Perm區移到正常的Java Heap區域了。為什麼要移動，Perm 區域太小是一個主要原因，當然據消息稱jdk8已經直接取消了Perm區域，而新建立了一個元區域。應該是jdk開發者認為Perm區域已經不適合現在 JAVA的發展了。字串常數池移動到JAVA Heap區域，現在解釋為什麼會有上述的列印結果。

######例程1的分析######################1.String s1 = new String("1"); ## #######分析：這行程式碼產生了2個物件（常數池中的「1」 和JavaHeap 中的字串物件）。 s.intern(); 這一句是 s1 物件去常數池中尋找後發現 “1” 已經在常數池裡了。 ######此時s1指向的是Java Heap中的字串物件。 #########2.String s2 = "1"; ##########分析：這行程式碼產生一個 s2的引用指向常數池中的「1」物件。結果就是 s1 和 s2 的引用位址不同。 #########3.String s3 = new String("1") new String("1");#######

分析：这行代码生成了2个对象（字符串常量池中的“1” 和 Java Heap中的 s3 引用指向的对象“11”（中间还有2个匿名的new String("1")我们不讨论它）。
此时s3 是Java Heap中的字符串对象的引用，对象内容是”11″，此时常量池中是没有 “11”对象的。

4.s3.intern();

分析：这行代码将 s3中的"11"字符串放入String 常量池中，因为此时常量池中不存在"11"字符串，因此常规做法是跟 jdk6 图中表示的那样，在常量池中生成一个"11"的对象，关键点是 jdk7 中常量池不在Perm区域，而是在堆中了。常量池中不需再存储一份对象了，可以直接存储堆中的引用。这份引用指向s3引用的对象。 也就是说引用地址是相同的。

此时，s3是Java Heap中的字符串对象的引用，对象内容是”11″，此时常量池中是有 “11”对象，它保存的就是s3引用地址。

5.String s4 = "11"; 

这行代码”11″是显式声明的，因此会直接去常量池中创建，创建时发现已经有这个对象了。

此时：s4 == 常量池的“11”对象引用 == s3引用对象的引用

例程2的分析

String s1 = new String("1");

s1.intern();

String s2 = "1";

分析：s1.intern();，这一句往后放也不会有什么影响了，因为对象池中在执行第一句代码String s = new String("1");的时候已经生成“1”对象了。下边的s2声明都是直接从常量池中取地址引用的。 s1 和 s2 的引用地址是不会相等的。

String s3 = new String("1") + new String("1");

分析：这行代码生成了2个对象（字符串常量池中的“1” 和 Java Heap中的 s3 引用指向的对象“11”（中间还有2个匿名的new String("1")我们不讨论它）。

此时s3 是Java Heap中的字符串对象的引用，对象内容是”11″，此时常量池中是没有 “11”对象的。

String s4 = "11";

分析：声明 s4 的时候常量池中是不存在“11”对象的，执行完后，s4是常量池里“11“对象的引用。

s3.intern(); 

分析：此时常量池中“11”对象已经存在了，不会有任何操作，s3仍然是堆中String对象的引用。因此 s3 != s4

应用实例

package org.example.a;
 
import java.util.Random;
 
public class Demo {
    static final  int MAX = 1000 * 10000;
    static final String[] arr = new String[MAX];
    public static void main(String argv[]) {
        Integer[] DB_DATA = new Integer[10];
        Random random = new Random(10 * 10000);
        for(int i = 0; i < DB_DATA.length; i++){
            DB_DATA[i] = random.nextInt();
        }
 
        long t = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < MAX; i++){
            //arr[i] = new String(String.valueOf(DB_DATA[i % DB_DATA.length]));
            arr[i] = new String(String.valueOf(DB_DATA[i % DB_DATA.length])).intern();
        }
 
        System.out.println((System.currentTimeMillis() -t) + "ms");
        System.gc();
    }
}

上述代码是一个演示代码，其中有两条语句不一样，一条是使用 intern，一条是未使用 intern。

运行的参数是：-Xmx2g -Xms2g -Xmn1500M

不用intern

2160ms

使用intern

826ms

通过上述结果，我们发现不使用 intern 的代码生成了1000w 个字符串，占用了大约640m 空间。 使用了 intern 的代码生成了1345个字符串，占用总空间 133k 左右。其实通过观察程序中只是用到了10个字符串，所以准确计算后应该是正好相差100w 倍。虽然例子有些极端，但确实能准确反应出 intern 使用后产生的巨大空间节省。

细心的同学会发现使用了 intern 方法后时间上有了一些增长。这是因为程序中每次都是用了 new String 后， 然后又进行 intern 操作的耗时时间，这一点如果在内存空间充足的情况下确实是无法避免的，但我们平时使用时，内存空间肯定不是无限大的，不使用 intern占用空间导致 jvm 垃圾回收的时间是要远远大于这点时间的。 毕竟这里使用了1000w次intern 才多出来1秒钟多的时间。

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